JPH0587623A - Isothermal control type calorie meter - Google Patents

Isothermal control type calorie meter

Info

Publication number
JPH0587623A
JPH0587623A JP24998091A JP24998091A JPH0587623A JP H0587623 A JPH0587623 A JP H0587623A JP 24998091 A JP24998091 A JP 24998091A JP 24998091 A JP24998091 A JP 24998091A JP H0587623 A JPH0587623 A JP H0587623A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
heater
control
incident light
temperature
isothermal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP24998091A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Naomichi Senda
直道 千田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yokogawa Electric Corp
Original Assignee
Yokogawa Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yokogawa Electric Corp filed Critical Yokogawa Electric Corp
Priority to JP24998091A priority Critical patent/JPH0587623A/en
Publication of JPH0587623A publication Critical patent/JPH0587623A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PURPOSE:To enable the shortening of measuring time as a whole by reducing time required for isothermal control by a isothermal control type calorie meter. CONSTITUTION:An isothermal control type calorie meter is made 111 of a photodetecting section A which has a light absorbing body, a heater, a cooling means and a temperature detector covered with a heat insulating jacket and a body part B which has a control section 2 and 3 to control so that a heater 4 is driven based on temperature detection signals from the temperature detectors 6 and 6a to keep the temperature of the photodetecting section A constant and an incident light power calculation means 25 to calculate an incident light power from a difference of the power applied to a heater 4 depending on whether the incident light exists or not. The gain of the control section 23 is changed according to the presence of the incident light or the size of a control deviation.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は例えばレーザ等の光のパ
ワーを測定するための等温制御形カロリメータに関し、
更に詳しくは、入射光の断続制御に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an isothermal control type calorimeter for measuring the power of light such as a laser,
More specifically, it relates to intermittent control of incident light.

【0002】[0002]

【従来の技術】この種の等温制御形カロリメータとして
は、図6の構成のものがよく知られている。
2. Description of the Related Art As an isothermal control type calorimeter of this type, the one shown in FIG. 6 is well known.

【0003】図において、1はセンサー部Sを形成する
熱吸収体であり、内面に光吸収塗料2が塗布された筒体
3及びヒータ4が埋設された伝熱板5で構成されてい
る。6,6aは温度差検出素子、7は熱電冷却素子であ
り、これらの素子は同等な性能を有するペルチェ素子で
形成され、伝熱板5と基準ジャケット8に挾まれた状態
で固定されている。なお、基準ジャケット8の外周は温
度を安定化するために図8のように中間ジャケット9と
外部ジャケット10で囲まれていて、センサー部Sが三
重のジャケットで囲まれた受光ヘッドAとして構成され
ている。なお、筒体3を含む伝熱板5の熱容量と基準ジ
ャケット8の熱容量は、1:1000程度で準ジャケット9の
方が大きくなっている。
In the figure, reference numeral 1 denotes a heat absorber forming a sensor portion S, which is composed of a heat transfer plate 5 in which a cylindrical body 3 having an inner surface coated with a light absorbing paint 2 and a heater 4 are embedded. Reference numerals 6 and 6a denote temperature difference detecting elements, and 7 denotes a thermoelectric cooling element. These elements are formed of Peltier elements having the same performance and are fixed in a state of being sandwiched between the heat transfer plate 5 and the reference jacket 8. .. The outer circumference of the reference jacket 8 is surrounded by an intermediate jacket 9 and an outer jacket 10 as shown in FIG. 8 in order to stabilize the temperature, and the sensor unit S is configured as a light receiving head A surrounded by a triple jacket. ing. The heat capacity of the heat transfer plate 5 including the tubular body 3 and the heat capacity of the reference jacket 8 are about 1: 1000, and the quasi-jacket 9 is larger.

【0004】11は熱電冷却素子7に接続された定電流
源である。12は温度検出素子6,6aからの出力を増
幅する増幅器であり、この出力はフィルター13及び電
圧計16に入力され、フィルター13の出力信号は加算
器14に入力される。一方、電圧計16からの出力は演
算装置17,プログラマブル電源18を経て加算器14
に入力されてフィルター13からの出力と加算され、そ
の出力は開平演算器15を経てヒータ4に出力される。
19はデジタル電圧計であり、ヒータ4に加えられる電
圧Vを測定し、その測定値を演算装置17へ帰還す
る。これら回路部分は、受光ヘッドAに対する本体Bを
構成している。
Reference numeral 11 is a constant current source connected to the thermoelectric cooling element 7. Reference numeral 12 is an amplifier that amplifies the output from the temperature detecting elements 6 and 6a. This output is input to the filter 13 and the voltmeter 16, and the output signal of the filter 13 is input to the adder 14. On the other hand, the output from the voltmeter 16 passes through the arithmetic unit 17 and the programmable power supply 18 and then the adder 14
Is input to and added to the output from the filter 13, and the output is output to the heater 4 through the square root calculator 15.
Reference numeral 19 denotes a digital voltmeter, which measures the voltage V H applied to the heater 4 and returns the measured value to the arithmetic unit 17. These circuit portions form a main body B for the light receiving head A.

【0005】上記構成において、測定光が入力されてい
ない場合、基準ジャケット8は室温とされ、ペルチェ素
子からなる熱電冷却素子7には定電流源11から一定な
値I の電流が常時加えられ、伝熱板5側を常に冷却し
ている。この場合、基準ジャケット8側は加熱されるこ
とになるが、この基準ジャケット8の熱容量は大きく、
熱電冷却素子7の加熱量は僅かであるため基準ジャケッ
ト8の温度を上昇させるまでには至らない。
In the above structure, the measurement light is input.
If not, the reference jacket 8 is at room temperature and the Peltier element is
In the thermoelectric cooling element 7 composed of a child, a constant current source 11
Value I AIs constantly applied to cool the heat transfer plate 5 side.
ing. In this case, the reference jacket 8 side must be heated.
However, the heat capacity of this reference jacket 8 is large,
Since the heating amount of the thermoelectric cooling element 7 is small, the reference jacket
It does not reach the point of raising the temperature of g.

【0006】従って、図6に示す装置では、熱電冷却素
子7と定電流源11により、常時、基準ジャケット8側
の温度を高め、熱吸収体1側の温度を低める方向に作用
している。
Therefore, in the apparatus shown in FIG. 6, the thermoelectric cooling element 7 and the constant current source 11 constantly act to increase the temperature on the reference jacket 8 side and decrease the temperature on the heat absorber 1 side.

【0007】一方、温度差検出素子6,6aはこの温度
差(nVレベル)を検出し、増幅器12はその出力を
(mVレベル)に増幅し、フィルター13及びデジタル
電圧計16に出力する。フィルター13はノイズ(高周
波)成分の除去を行った後、その信号Vを加算器14
に出力する。デジタル電圧計16で測定された温度差Δ
Pは、演算装置17に加えられ、所定の演算(この演算
は伝熱板5と基準ジャケット8の温度が速く一致するよ
うに制御するための公知の演算)が施された後、その演
算値はプログラマブル電圧源18に加えられる。この演
算値に基づいたプログラマブル電圧源18の出力V
と、フィルター13からの出力Vが加算器14で加
算されて開平演算器15に加えられ、そこで(V+V
)1/2の演算を行う。この開平演算器15の出力は
ヒータ4に加えられてヒータ4の温度を上昇させ、温度
差検出素子6,6aの出力が零になるように制御する。
On the other hand, the temperature difference detecting elements 6 and 6a detect this temperature difference (nV level), and the amplifier 12 amplifies the output to (mV level) and outputs it to the filter 13 and the digital voltmeter 16. After removing the noise (high frequency) component, the filter 13 adds the signal V f to the adder 14
Output to. Temperature difference measured by digital voltmeter 16
P is added to the arithmetic unit 17 and subjected to a predetermined arithmetic operation (this arithmetic operation is a known arithmetic operation for controlling so that the temperatures of the heat transfer plate 5 and the reference jacket 8 coincide with each other quickly), and then the arithmetic value thereof. Is applied to programmable voltage source 18. Output V of programmable voltage source 18 based on this calculated value
p and the output V f from the filter 13 are added by the adder 14 and added to the square root calculator 15, where (V p + V
f ) 1/2 calculation is performed. The output of the square root calculator 15 is applied to the heater 4 to raise the temperature of the heater 4 and control the outputs of the temperature difference detecting elements 6 and 6a to zero.

【0008】従って、図6の装置では、熱電冷却素子7
と定電流源11の作用により冷却された伝熱板5に対し
て開平演算器15から電圧(電流I)をヒータ4へ加え
て伝熱板5を加熱し、熱吸収体1の温度と基準ジャケッ
ト8の温度が一致するように制御している。
Therefore, in the apparatus of FIG. 6, the thermoelectric cooling element 7
With respect to the heat transfer plate 5 cooled by the action of the constant current source 11, a voltage (current I) is applied from the square root calculator 15 to the heater 4 to heat the heat transfer plate 5, and the temperature of the heat absorber 1 and the reference The temperature of the jacket 8 is controlled to match.

【0009】このような状態で、測定すべきレーザ光L
が筒体3の上部から入射されると熱吸収体1が光を吸
収し、その光パワーに応じて温度が上昇する。その熱は
伝熱板5に伝導され、温度平衡状態にあった伝熱板5と
基準ジャケット8間に温度差が発生する。この温度差を
温度差検出素子6,6aが検出し、開平演算器15はヒ
ータ4に送出していた電圧値を減少させる。従って、ヒ
ータ4の温度は低下し、伝熱板5と基準ジャケット8の
温度は再び一致する。
In such a state, the laser light L to be measured
When a is incident from the upper part of the cylindrical body 3, the heat absorber 1 absorbs light, and the temperature rises according to the light power. The heat is conducted to the heat transfer plate 5, and a temperature difference is generated between the heat transfer plate 5 and the reference jacket 8 which are in a temperature equilibrium state. The temperature difference detecting elements 6 and 6a detect the temperature difference, and the square root calculator 15 reduces the voltage value sent to the heater 4. Therefore, the temperature of the heater 4 decreases, and the temperatures of the heat transfer plate 5 and the reference jacket 8 become equal again.

【0010】ところで、図6に示す増幅器,フィルタ
ー,開平演算器までの部分は、PIDによりアナログ制
御とすることができる。このようにすると、構成要素を
少なくすることができ、装置を低価格化することが可能
になる。
By the way, the parts up to the amplifier, filter and square root calculator shown in FIG. 6 can be analog-controlled by PID. By doing so, the number of constituent elements can be reduced, and the cost of the device can be reduced.

【0011】PID制御を用いる場合、P(比例),I
(積分),D(微分)のそれぞれの定数を決める必要が
あるが、光検出部(光吸収体,温度検出素子)の応答時
定数は個体によってばらつきがある。従って、個々の検
出部に対してPID定数を調整するか、検出部時定数に
対して鈍感なPID定数を選択する等の手段により対応
している。
When PID control is used, P (proportional), I
Although it is necessary to determine the respective constants of (integration) and D (differentiation), the response time constants of the photodetection section (light absorber, temperature detection element) vary depending on the individual. Therefore, the PID constant is adjusted for each detection unit, or a PID constant that is insensitive to the detection unit time constant is selected.

【0012】ところが、個々の検出部に対してPID定
数を調整する方式では、光検出部とPID等を含む処理
部(以下本体という)の独立性(互換性)がなくなり、
システムの発展性を制限することになる。検出部時定数
に対して鈍感なPID定数を調整する方式では、応答速
度が最小となるPID定数(臨界制動条件)を用いるこ
とができないため、測定時間が遅くなるという問題があ
る。
However, in the method of adjusting the PID constant for each detection unit, the independence (compatibility) of the photodetection unit and the processing unit (hereinafter referred to as the main body) including the PID and the like is lost,
It limits the system's potential for development. In the method of adjusting the PID constant that is insensitive to the time constant of the detection unit, the PID constant (critical braking condition) that minimizes the response speed cannot be used, and thus there is a problem that the measurement time is delayed.

【0013】そこで、出願人は、光検出部の互換性を損
なうことなく、個々の光検出部固有の時定数に従った最
適のPID定数による応答時間最小の等温制御が可能な
等温制御形カロリーメータを特願平3−4025号(以
下先行例という)により出願している。この先行例は、
光検出部を本体部に対して交換可能に構成し、各検出部
に最適なPID定数もしくはPID定数を算出する情報
を記憶する記憶手段を設け、本体部は光検出部内の記憶
手段からPID定数もしくはPID定数を算出する情報
を読み出し、PID定数を設定してPID制御による等
温制御を行うものである。
Therefore, the applicant has an isothermal control type calorie capable of performing isothermal control with a minimum response time by an optimum PID constant according to the time constant peculiar to each photodetecting section without impairing the compatibility of the photodetecting section. Japanese Patent Application No. 3-4025 (hereinafter referred to as a prior art) has applied for a meter. This precedent is
The photodetector is configured to be replaceable with the main body, and storage means for storing an optimum PID constant or information for calculating the PID constant is provided for each detection portion. Alternatively, the information for calculating the PID constant is read, the PID constant is set, and the isothermal control is performed by the PID control.

【0014】図7は先行例の構成図、図8は図7の要部
の構成図、図9は測定状態の説明図、図10は測定の際
の動作を示すタイミングチャートである。まず、装置全
体の動作を図9及び図10により説明する。図9におい
て、安定化光源Dから出力されるレーザ光はアッテネー
タE及びシャッタFを経て受光ヘッドAに入射されるも
のとする。
FIG. 7 is a configuration diagram of a prior art example, FIG. 8 is a configuration diagram of a main part of FIG. 7, FIG. 9 is an explanatory diagram of a measurement state, and FIG. 10 is a timing chart showing an operation at the time of measurement. First, the operation of the entire apparatus will be described with reference to FIGS. 9 and 10. In FIG. 9, it is assumed that the laser light output from the stabilizing light source D enters the light receiving head A through the attenuator E and the shutter F.

【0015】測定動作の第1ステップではシャッタFは
閉になり、受光ヘッドAに光は入射されない。この状態
で、基準ジャケット8と熱吸収体1が熱平衡状態になる
ようにヒータパワーPが制御される。このときのヒー
タパワーPをPとする。
In the first step of the measuring operation, the shutter F is closed and no light is incident on the light receiving head A. In this state, the heater power Ph is controlled so that the reference jacket 8 and the heat absorber 1 are in thermal equilibrium. The heater power P h at this time is P 0 .

【0016】第2ステップでは、シャッタFが開いた状
態で基準ジャケット8と熱吸収体1が熱平衡状態になる
ようにヒータパワーPが制御される。このときのヒー
タパワーPをPとする。
In the second step, the heater power P h is controlled so that the reference jacket 8 and the heat absorber 1 are in thermal equilibrium with the shutter F open. The heater power P h at this time is P 1 .

【0017】これにより、入射光パワーPはヒータパワ
ーPの差(P−P)に置換され、PとPを知
ることによって入射光パワーPを知ることができる。こ
れらの関係は、 P=K(P−P) で与えられる。Kは校正係数である。
As a result, the incident light power P is replaced with the difference (P 0 -P 1 ) of the heater power P h , and the incident light power P can be known by knowing P 0 and P 1 . These relationships are given by P = K (P 0 −P 1 ). K is a calibration coefficient.

【0018】次に、図7及び図8を参照して先行例の特
徴部分を説明する。図7において、熱電冷却素子には定
電流源21が接続されている。温度差検出素子の出力信
号はプリアンプ22に接続され、適切な大きさに増幅さ
れた後、PIDアンプ23に入力される。該PIDアン
プ23の出力信号はパワーアンプ24で増幅されてヒー
タを駆動する。該ヒータの両端の電圧は電圧計27に接
続されている。コントローラ25は、定電流源21の電
流設定、PIDアンプ23の制御、電圧計27からの測
定値の読み込み等を行い、それらに基づく演算を行って
表示部26に表示する。キー入力部28は測定に関する
条件設定を行う。29はメモリであり、受光ヘッドAの
時定数が予め測定されて記録されている。コントローラ
25は、電源投入時にメモリ29の情報を読み取り、P
IDアンプ23内のプログラマブルアッテネータ36に
設定する。
Next, the characteristic portion of the prior art will be described with reference to FIGS. 7 and 8. In FIG. 7, a constant current source 21 is connected to the thermoelectric cooling element. The output signal of the temperature difference detecting element is connected to the preamplifier 22, amplified to an appropriate size, and then input to the PID amplifier 23. The output signal of the PID amplifier 23 is amplified by the power amplifier 24 to drive the heater. The voltage across the heater is connected to a voltmeter 27. The controller 25 sets the current of the constant current source 21, controls the PID amplifier 23, reads the measured value from the voltmeter 27, etc., performs the calculation based on them, and displays it on the display unit 26. The key input unit 28 sets conditions for measurement. Reference numeral 29 is a memory in which the time constant of the light receiving head A is measured and recorded in advance. The controller 25 reads the information in the memory 29 when the power is turned on, and
The programmable attenuator 36 in the ID amplifier 23 is set.

【0019】図8は図7のPIDアンプ23の回路図で
ある。図8において、31は入力端子であり、ゲイン切
換アンプ32の入力端子に接続されている。該ゲイン切
換アンプ32の出力端子には比例アンプ(P)33,微
分アンプ(D)34及びプログラマブルアッテネータ3
6を介して積分アンプ(I)35が並列に接続されてい
る。これら各アンプ33〜35の出力端子は加算アンプ
37の入力端子に接続され、該加算アンプ37の出力端
子には出力端子38が接続されている。39はプログラ
マブルアッテネータ36の制御線である。
FIG. 8 is a circuit diagram of the PID amplifier 23 shown in FIG. In FIG. 8, 31 is an input terminal, which is connected to the input terminal of the gain switching amplifier 32. The output terminal of the gain switching amplifier 32 has a proportional amplifier (P) 33, a differential amplifier (D) 34 and a programmable attenuator 3
An integrating amplifier (I) 35 is connected in parallel via 6. The output terminals of each of the amplifiers 33 to 35 are connected to the input terminal of the adding amplifier 37, and the output terminal of the adding amplifier 37 is connected to the output terminal 38. Reference numeral 39 is a control line of the programmable attenuator 36.

【0020】ここで、プログラマブルアッテネータ36
の減衰率をD,積分アンプ35の抵抗をR,積分アンプ
35に接続された容量をCとすると、積分アンプ35の
出力Vは、以下のようにして求められる。
Here, the programmable attenuator 36
The output V 2 of the integration amplifier 35 is obtained as follows, where D is the attenuation rate of R, R is the resistance of the integration amplifier 35, and C is the capacitance connected to the integration amplifier 35.

【0021】V=DV I=V/R V=−(1/C)∫Idt =−(D/CR)∫Vdt 従って、積分アンプ35の出力Vは、時定数CR/D
でVが積分されたものになっている。
V 1 = DV 0 I = V 1 / R V 2 = − (1 / C) ∫Idt = − (D / CR) ∫V 0 dt Therefore, the output V 2 of the integrating amplifier 35 is the time constant CR. / D
Therefore, V 0 is integrated.

【0022】従って、受光ヘッドAの固有の定数Dを設
定することにより、最適条件で臨界制動のPID制御を
実行できる。
Therefore, by setting the unique constant D of the light receiving head A, the PID control of the critical braking can be executed under the optimum condition.

【0023】[0023]

【発明が解決しようとする課題】ところで、測定に要す
る時間Tは、等温制御に要する時間をT、ヒータパワ
ーPを測定するのに要する時間をTとすると、 T=2(T+T) で与えられる。ここで、2倍になっているのは、シャッ
タ開閉が必要なことによる。
By the way, the time T required for measurement is T = 2 (T c , where T c is the time required for isothermal control and T s is the time required for measuring the heater power P h. + T s ). Here, the reason for doubling is that it is necessary to open and close the shutter.

【0024】図11はこれらの時間関係の説明図であ
る。具体例では、等温制御に要する時間Tは20se
c程度、ヒータパワーPを測定するのに要する時間T
は測定パワーレベルと求める精度によって大きく異な
るが1mWレベルでは0.5sec〜1secである。
すなわち、この場合、測定時間Tは41sec〜42s
ecになるが、大部分は等温制御に要する時間Tが占
めている。
FIG. 11 is an explanatory diagram of these time relationships. In the specific example, the time T c required for the isothermal control is 20 se.
about c, time T required to measure the heater power P h
Although s varies greatly depending on the measured power level and the required accuracy, it is 0.5 sec to 1 sec at the 1 mW level.
That is, in this case, the measurement time T is 41 sec to 42 s.
ec, but most of the time is occupied by the time Tc required for isothermal control.

【0025】本発明は、このような問題点に鑑みてなさ
れたものであり、その目的は、等温制御に要する時間を
短縮することにより全体の測定時間を短縮できる等温制
御形カロリメータを提供することにある。
The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide an isothermal control type calorimeter capable of shortening the total measurement time by shortening the time required for isothermal control. It is in.

【0026】[0026]

【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
る本発明は、光吸収体,ヒータ,冷却手段,温度検出素
子が断熱ジャケットで覆われた光検出部と、温度検出素
子からの温度検出信号に基づいてヒータを駆動して光検
出部の温度を一定に保つよう制御する制御部、並びにヒ
ータに加えられた電力の入射光の有無による差異から入
射光パワーを算出する入射光パワー算出手段とを有する
本体部とからなる等温制御形カロリメータにおいて、前
記制御部のゲインを入射光の有無または制御偏差の大き
さに応じて変化させることを特徴とするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention which solves the above-described problems is directed to a light detecting portion in which a light absorber, a heater, a cooling means and a temperature detecting element are covered with a heat insulating jacket, and a temperature from the temperature detecting element. Incident light power calculation that calculates the incident light power from the difference in the power applied to the heater depending on the presence or absence of incident light, as well as the control unit that controls the heater to keep the temperature of the light detection unit constant based on the detection signal In the isothermal control calorimeter including a main body having means, the gain of the control unit is changed according to the presence or absence of incident light or the magnitude of control deviation.

【0027】[0027]

【作用】パワーが大きく変化するときには系が発振しな
い範囲でゲインを高くすることにより系の収束時間を短
くし、測定時には系が不安定にならない範囲でゲインを
下げることによりノイズを下げる。
When the power greatly changes, the system convergence time is shortened by increasing the gain in the range where the system does not oscillate, and the noise is reduced by decreasing the gain in the range where the system does not become unstable during measurement.

【0028】このようにして等温制御に要する時間を短
縮でき、全体の測定時間を短縮できる。
In this way, the time required for isothermal control can be shortened, and the total measurement time can be shortened.

【0029】[0029]

【実施例】以下、図面を参照して、本発明の実施例を詳
細に説明する。図1は本発明に係る等温制御形カロリメ
ータの一実施例の回路図、図2は図1で用いるPIDア
ンプの回路図であり、図7及び図8と共通する部分には
共通の符号を付けてそれらの再説明は省略する。
Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings. 1 is a circuit diagram of an embodiment of an isothermal control type calorimeter according to the present invention, FIG. 2 is a circuit diagram of a PID amplifier used in FIG. 1, and parts common to those in FIGS. Therefore, re-explanation of them will be omitted.

【0030】図1において、40はコンパレータであ
り、該コンパレータ40にはプリアンプ22の出力信号
が入力され、コンパレータ40の出力信号はコントロー
ラ25に入力されている。該コンパレータ40は、プリ
アンプ22の出力信号に基づいて制御偏差が零になるの
を検出してその結果をコントローラ25に出力する。
In FIG. 1, reference numeral 40 is a comparator, the output signal of the preamplifier 22 is input to the comparator 40, and the output signal of the comparator 40 is input to the controller 25. The comparator 40 detects that the control deviation becomes zero based on the output signal of the preamplifier 22 and outputs the result to the controller 25.

【0031】図2において、先行例におけるプログラマ
ブルアッテネータ36は省略されていて、ゲイン切換ア
ンプ32のゲインをコントローラ25により制御するよ
うに構成されている。
In FIG. 2, the programmable attenuator 36 of the prior art is omitted, and the gain of the gain switching amplifier 32 is controlled by the controller 25.

【0032】このような構成において、パワーが大きく
変化するときには系が発振しない範囲でゲインを高くす
ると系の収束が早くなる。また、測定時には系が不安定
にならない範囲でゲインを下げることによりノイズを下
げることができる。
In such a configuration, if the gain is increased within a range in which the system does not oscillate when the power greatly changes, the system converges quickly. In addition, noise can be reduced by lowering the gain within the range where the system does not become unstable during measurement.

【0033】そこで、光入力の断続時の断続時にはゲイ
ンを増加させて測定時にはゲインを下げることにより、
等温制御時間を短くしている。図3はシャッタFを開く
場合の動作を説明するタイミングチャートで、(A)は
ゲインの変化を示し、(B)はヒーターパワーの変化を
示し、(C)は制御偏差の変化を示している。
Therefore, by increasing the gain during the interruption of the optical input and decreasing the gain during the measurement,
The isothermal control time is shortened. 3A and 3B are timing charts for explaining the operation when the shutter F is opened. FIG. 3A shows a change in gain, FIG. 3B shows a change in heater power, and FIG. 3C shows a change in control deviation. ..

【0034】シャッタFを開く直前にPIDアンプ2
3のゲインを通常ゲインG1からG2に上げる。 シャッタFを開く。
Immediately before opening the shutter F, the PID amplifier 2
The gain of 3 is increased from the normal gain G1 to G2. Open the shutter F.

【0035】等温制御系は常に動作しているので、一
度大きくなった制御偏差は徐々に小さくなり、零を横切
る。コンパレータ40は制御偏差が零になるのを検出す
る。 コンパレータ40からの信号によりPIDアンプのゲ
インをG2からG1に下げる。
Since the isothermal control system is always operating, the control deviation which once becomes large gradually becomes small and crosses zero. The comparator 40 detects that the control deviation becomes zero. The signal from the comparator 40 lowers the gain of the PID amplifier from G2 to G1.

【0036】ヒータパワーの測定を行う。 図4,図5は電気回路によるシミュレーション結果の説
明図であり、図4はゲイン切換を行わない場合を示し、
図5はシャッタFを開く前にゲインを10倍増加させ制
御偏差が0になった時点でゲインを元に戻す場合を示し
ている。
The heater power is measured. 4 and 5 are explanatory diagrams of simulation results by an electric circuit, and FIG. 4 shows a case where gain switching is not performed,
FIG. 5 shows a case where the gain is increased 10 times before opening the shutter F and the gain is returned to the original value when the control deviation becomes zero.

【0037】図4ではヒーターパワーが完全に収束する
までに17.7secかかっているが、図5では8.8
secで収束している。すなわち、ヒーターパワーが収
束するまでにかかる時間,制御時間を約1/2にするこ
とができる。
In FIG. 4, it takes 17.7 seconds until the heater power is completely converged, but in FIG. 5, it is 8.8.
It converges in sec. That is, the time required for the heater power to converge and the control time can be reduced to about 1/2.

【0038】これにより、等温制御形カロリメータの測
定時間を1/2程度に短縮できる。なお、PIDゲイン
の増減制御の時期は実施例に限るものではない。すなわ
ち、ゲイン増加時期はシャッタの開閉と同時でもよい
し、ゲイン低減の時期は制御偏差が零クロスする時期で
なくてもよい。特に、ゲイン低減の時期をシャッタの開
閉から一定時間後にコントローラが制御するように構成
することにより、コンパレータは不要になり、コスト低
減が図れる。
As a result, the measuring time of the isothermal control type calorimeter can be reduced to about 1/2. The timing of the PID gain increase / decrease control is not limited to that in the embodiment. That is, the gain increasing timing may be the same as the opening / closing of the shutter, and the gain reducing timing may not be the timing at which the control deviation crosses zero. In particular, by configuring the controller to control the timing of gain reduction after a certain period of time from opening / closing of the shutter, the comparator becomes unnecessary and the cost can be reduced.

【0039】[0039]

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、以下のような効果が得られる。すなわち、入射光
のパワーが大きく変化するときには系が発振しない範囲
で制御部のゲインを高くすることにより系の収束時間を
短くし、測定時には系が不安定にならない範囲でゲイン
を下げてノイズを下げているので等温制御に要する時間
を短縮でき、全体の測定時間を短縮できる。
As described in detail above, according to the present invention, the following effects can be obtained. That is, when the power of the incident light changes greatly, the gain of the control unit is increased in the range where the system does not oscillate to shorten the convergence time of the system. Since the temperature is lowered, the time required for isothermal control can be shortened and the total measurement time can be shortened.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に係る等温制御形カロリメータの一実施
例の回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram of an embodiment of an isothermal control type calorimeter according to the present invention.

【図2】図1で用いるPIDアンプの回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram of a PID amplifier used in FIG.

【図3】図1の動作を説明するタイミングチャートであ
る。
FIG. 3 is a timing chart illustrating the operation of FIG.

【図4】電気回路によるシミュレーション結果の説明図
である。
FIG. 4 is an explanatory diagram of a simulation result by an electric circuit.

【図5】電気回路によるシミュレーション結果の説明図
である。
FIG. 5 is an explanatory diagram of a simulation result by an electric circuit.

【図6】公知の等温制御形カロリメータの構成図であ
る。
FIG. 6 is a configuration diagram of a known isothermal control type calorimeter.

【図7】PID制御の等温制御形カロリメータの先行例
の回路図である。
FIG. 7 is a circuit diagram of a prior example of a PID-controlled isothermal control type calorimeter.

【図8】図7で用いるPIDアンプの回路図である。8 is a circuit diagram of a PID amplifier used in FIG.

【図9】図7の構成の測定状態の説明図である。9 is an explanatory diagram of a measurement state of the configuration of FIG.

【図10】図7の動作を説明するタイミングチャートで
ある。
10 is a timing chart illustrating the operation of FIG.

【図11】図7の構成のシャッタの開閉に伴う時間関係
の説明図である。
11 is an explanatory diagram of a time relationship associated with opening and closing of the shutter having the configuration of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

A 受光ヘッド B 本体 F シャッタ S センサー部 1 熱吸収体 4 ヒータ 6,6a 温度差検出素子 7 熱電冷却素子 8 基準ジャケット 23 PIDアンプ 25 コントローラ 40 コンパレータ A light receiving head B main body F shutter S sensor section 1 heat absorber 4 heater 6,6a temperature difference detecting element 7 thermoelectric cooling element 8 reference jacket 23 PID amplifier 25 controller 40 comparator

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 光吸収体,ヒータ,冷却手段,温度検出
素子が断熱ジャケットで覆われた光検出部と、 温度検出素子からの温度検出信号に基づいてヒータを駆
動して光検出部の温度を一定に保つよう制御する制御
部、並びにヒータに加えられた電力の入射光の有無によ
る差異から入射光パワーを算出する入射光パワー算出手
段とを有する本体部とからなる等温制御形カロリメータ
において、 前記制御部のゲインを入射光の有無または制御偏差の大
きさに応じて変化させることを特徴とする等温制御形カ
ロリメータ。
1. A light detecting section in which a light absorber, a heater, a cooling means, and a temperature detecting element are covered with a heat insulating jacket, and a heater is driven based on a temperature detection signal from the temperature detecting element to drive the temperature of the light detecting section. In the isothermal control type calorimeter, which comprises a control unit for controlling so as to keep constant, and a main body unit having an incident light power calculation means for calculating incident light power from the difference between the presence and absence of incident light in the electric power applied to the heater, An isothermal control type calorimeter, wherein the gain of the control unit is changed according to the presence or absence of incident light or the magnitude of control deviation.
JP24998091A 1991-09-30 1991-09-30 Isothermal control type calorie meter Pending JPH0587623A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP24998091A JPH0587623A (en) 1991-09-30 1991-09-30 Isothermal control type calorie meter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP24998091A JPH0587623A (en) 1991-09-30 1991-09-30 Isothermal control type calorie meter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0587623A true JPH0587623A (en) 1993-04-06

Family

ID=17201047

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP24998091A Pending JPH0587623A (en) 1991-09-30 1991-09-30 Isothermal control type calorie meter

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0587623A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6163846A (en) * 1997-10-17 2000-12-19 Nec Corporation Method and circuit for backing up memory and calender
JP2010133811A (en) * 2008-12-04 2010-06-17 Jecc Torisha Co Ltd Heat insulated type calorimeter

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6163846A (en) * 1997-10-17 2000-12-19 Nec Corporation Method and circuit for backing up memory and calender
JP2010133811A (en) * 2008-12-04 2010-06-17 Jecc Torisha Co Ltd Heat insulated type calorimeter

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5795034B2 (en) Method and imaging system for correcting a video signal of an infrared sensor
US5274622A (en) Apparatus for controlling emission power of laser diode
US5860741A (en) Absolute radiation thermometer
JPH09257587A (en) Non-contact type temperature meter
EP1061348A2 (en) Radiation thermometer
JPH0587623A (en) Isothermal control type calorie meter
JPH03273121A (en) Radiation thermometer
JP3381831B2 (en) Flow velocity sensor and flow velocity measurement method
Deep et al. Dynamic response of thermoresistive sensors
JPH04339224A (en) Isothermal control type calorimeter.
JP2548732Y2 (en) Isothermal control calorimeter
JPH0561573B2 (en)
JP3153787B2 (en) Heat conduction parameter sensing method and sensor circuit using resistor
JPH04122823A (en) Pyroelectric detector
JP2503543Y2 (en) air conditioner
JP2558268Y2 (en) Isothermal control calorimeter
JPH05138075A (en) Non-contact temperature measurement system for centrifugal separator
JPH1172457A (en) Sensor circuit using resistor sensor as element
JPH081459Y2 (en) Isothermal control type calorimeter
JP3113226B2 (en) Combustion state determination device
RU2257553C1 (en) Compensating mode of measuring temperature
JPH0915053A (en) Infrared temperature measuring apparatus
JPH08247814A (en) Heat-sensitive flow rate sensor
SU1107008A1 (en) Noise thermometer
JPS5814617Y2 (en) Cooling temperature control circuit for small cooler